一种二氧化碳捕集方法技术

本发明专利技术公开了一种二氧化碳捕集方法，是利用硫酸胍溶液对气体混合物中的二氧化碳进行选择性吸收，当含二氧化碳的气体混合物与硫酸胍溶液接触时，二氧化碳会与硫酸胍反应形成包合物从溶液中沉淀下来。本发明专利技术利用硫酸胍实现二氧化碳的捕集，材料便宜易得、稳定性好，能够耐酸耐碱耐高温，在分离的过程中没有损耗；通过本发明专利技术的方法分离得到的二氧化碳纯度极高。过本发明专利技术的方法分离得到的二氧化碳纯度极高。

A carbon dioxide capture method

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化碳捕集方法


[0001]本专利技术涉及一种二氧化碳捕集技术，特别是利用吸附剂将二氧化碳从气体混合物中分离出来的技术。

技术介绍

[0002]二氧化碳是一种重要的温室气体。随着人类二氧化碳排放量的不断增加，温室效应逐渐增强。为了降低二氧化碳排放量，减缓全球变暖的趋势，开发二氧化碳捕集技术显得非常重要。在工业领域，利用单乙醇胺(MEA)溶液吸附燃煤电厂尾气中的二氧化碳是一个古老且有效的方式。由燃煤电厂排出的尾气在吸收塔与单乙醇胺溶液接触，尾气中的二氧化碳被吸收，未被吸收的气体由吸收塔顶部排出。塔底吸收了大量二氧化碳的单乙醇胺溶液由泵输送到汽提塔，利用蒸汽加热汽提塔中的单乙醇胺溶液至110℃以释放出二氧化碳并再生单乙醇胺。再生后的单乙醇胺溶液输送回吸收塔，继续参与循环过程。由于单乙醇胺对二氧化碳的结合力很强，再生单乙醇胺需要大量的能量输入，这导致燃煤电厂的经济性大幅下降。单乙醇胺溶液作为一个强碱性溶液，存在设备腐蚀的问题，这又增加了设备投资。此外，单乙醇胺还存在着易被空气氧化的问题。这些问题阻碍着单乙醇胺吸附工艺在工业上的大规模应用。

技术实现思路

[0003]为解决二氧化碳捕获技术中所存在的能耗高、设备腐蚀等问题，本专利技术提供一种二氧化碳捕集的方法，通过合适的吸收剂的使用实现低能耗高选择性的二氧化碳分离。
[0004]为实现目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]本专利技术的二氧化碳捕集方法，是利用硫酸胍(C2H
12
N6O4S，CAS号：594/>‑
14
‑
9或1184
‑
68
‑
5)溶液对气体混合物中的二氧化碳进行选择性吸收。当含二氧化碳的气体混合物与硫酸胍溶液接触时，二氧化碳会与硫酸胍形成包合物从溶液中沉淀下来。生成的二氧化碳硫酸胍包合物密度较大，沉淀在溶液的底部。将溶液底部含有大量二氧化碳硫酸胍包合物的浆料用泵输出，通过搅拌、超声或加热的方式释放出被吸收的二氧化碳，并再生硫酸胍溶液。再生的硫酸胍溶液可以继续循环捕集二氧化碳。
[0006]所述气体混合物为含二氧化碳的气体混合物，可以为二氧化碳/氮气混合物、二氧化碳/氮气/氧气混合物、二氧化碳/甲烷混合物或二氧化碳/甲烷/氮气混合物等，也可以为主成分为上述气体的气体混合物。
[0007]当气体混合物的二氧化碳分压过低时，需要对吸收塔内的气体混合物进行增压，以增加二氧化碳的分压，从而提高二氧化碳去除率。
[0008]为了提高气体混合物中二氧化碳的去除率以及吸收容量，应该尽可能提高硫酸胍溶液的浓度，优先选用由硫酸胍粉末和硫酸胍溶液组成的浆料。
[0009]气体混合物与硫酸胍溶液接触的场所可以为反应釜、吸收塔。为了增加气液接触界面，以及提高生产效率，优先选择吸收塔中的喷淋塔。
[0010]利用硫酸胍溶液吸附二氧化碳时，可以在室温或者低温下进行。为了增强吸附速率，优先选择在低温(
‑
10℃～10℃)下进行。
[0011]吸收二氧化碳的溶液由泵泵出进行再生，再生方式可以采用搅拌、超声、加热等，从溶液中释放出的二氧化碳气体可以利用负压收集。
[0012]本专利技术中吸附二氧化碳的反应方程如下：
[0013]CO2+(C(NH2)3)2SO4——
→
CO2@(C(NH2)3)2SO4↓
[0014]本专利技术中吸附剂硫酸胍可以由碳酸胍与硫酸的中和反应批量制备。
[0015]本专利技术的有益效果体现在：
[0016]1、本专利技术利用硫酸胍实现二氧化碳的捕集，材料便宜易得、稳定性好，能够耐酸耐碱耐高温，在分离的过程中没有损耗；
[0017]2、通过本专利技术的方法分离得到的二氧化碳纯度极高；
[0018]3、本专利技术的工艺适用性好，能从多种气体中将二氧化碳分离出来；
[0019]4、本专利技术的分离过程能耗低。
具体实施方式
[0020]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。以下内容仅仅是对本专利技术的构思所做的举例和说明，所属本
的技术人员对所描述的具体实施案例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式代替，只要不偏离专利技术的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本专利技术的保护范围。
[0021]实施例1
[0022]取27g的硫酸胍粉末和7mL水加入一个容积为50mL的带机械搅拌的高压反应釜中，用1MPa的二氧化碳/氮气气体混合物(15mol％二氧化碳+85mol％氮气)置换三次釜内的气体，然后将釜内的气体压力设置为1MPa，关闭高压反应釜阀门。在0℃下搅拌24小时，利用气相色谱仪分析残留的气体中二氧化碳的含量。分析得出，该过程中二氧化碳的去除率为49％。硫酸胍溶液吸附的二氧化碳通过超声被完全释放出来，硫酸胍溶液得以再生。
[0023]实施例2
[0024]操作参考实施例1，选用的气体混合物为二氧化碳/氮气(15mol％二氧化碳+85mol％氮气)，釜内的气体压力设置为3MPa。经分析发现二氧化碳的去除率达82％。
[0025]实施例3
[0026]操作参考实施例1，选用的气体混合物为二氧化碳/氮气(15mol％二氧化碳+85mol％氮气)，釜内的气体压力设置为6MPa。经分析发现二氧化碳的去除率达91％。
[0027]实施例4
[0028]操作参考实施例1，选用的气体混合物为二氧化碳/氮气(30mol％二氧化碳+70mol％氮气)，釜内的气体压力设置为1MPa。经分析发现二氧化碳的去除率达77％。
[0029]实施例5
[0030]操作参考实施例1，选用的气体混合物为二氧化碳/氮气(30mol％二氧化碳+70mol％氮气)，釜内的气体压力设置为3MPa。经分析发现二氧化碳的去除率达91％。
[0031]以上仅为本专利技术的示例性实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神
和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳捕集方法，其特征在于：利用硫酸胍溶液对气体混合物中的二氧化碳进行选择性吸收。2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳捕集方法，其特征在于：当含二氧化碳的气体混合物与硫酸胍溶液接触时，二氧化碳会与硫酸胍反应形成包合物从溶液中沉淀下来。3.根据权利要求2所述的一种二氧化碳捕集方法，其特征在于：将含有二氧化碳硫酸胍包合物的浆料用泵输出，通过搅拌、超声或加热的方式释放出被吸收的二氧化碳，并再生硫酸胍溶液。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘波，向志凌，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：